广西地矿建设集团有限公司
摘要：地基加固处理的最终目的是提高地基承载力和抗震性能、改善其变形性能和渗透性能、消除黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性。地基加固处理工程的设计和施工质量直接关系到建筑物的安全，如处理不当，往往发生工程质量事故，且事后补救大多比较困难。本文就几种常见的建筑地基加固处理方法进行了论述分析。
关键词：地质条件；地基；加固；方法
随着我国经济的高速发展，基础建设的蓬勃兴起，建筑用地日益紧张，工程项目在不同的地质条件下建设会遇到各种各样的地基加固处理难题。因此，掌握不同地质条件下地基加固处理方法就显得尤为重要。
1地基加固处理的对象及其特性
地基加固处理的对象包括软弱土和特殊性土地基。软弱土地基是指淤泥、淤泥质土、软塑黏性土、饱和松散砂土、素填土、杂填土或冲填土等具有高压缩性的土质构成的地基。软弱土具有强度低、含水量较高、天然孔隙比较大、压缩性高、抗剪强度低、均匀性较差、触变性及流变性大等特点。因此，对于软弱土地基的加固措施要以改善地基条件为主。特殊性土地基是指膨胀土、湿陷性黄土、多年冻土等。膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性；湿陷性黄土天然状态下压缩性较低，强度较高，遇水浸泡后，土体强度会显著降低，发生压缩变形；多年冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征。对特殊土地基加固，需要根据该类土质的特征，对症施法，如湿陷性黄土和膨胀土，需要改善、削弱甚至彻底消除其湿陷性与膨胀性。
2地基加固处理方法
2.1软弱土地基的加固处理
2.1.1振密、挤密法
振密、挤密法的原理是采用一定的手段，通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小，强度提高，达到地基处理的目的。根据采用的手段，可分为下述几种：
（1）表层压实法：采用人工或机械夯实、机械碾压或振动对填土、湿陷性黄土、松散无黏性土等软弱或原来比较疏松表层土进行压实。也可采用分层回填压实加固。分层压实的填料也可适量添加石灰、水泥等。
（2）重锤夯实法。利用重锤自由下落时的冲击能来夯实浅层土地基，使其表面形成一层较为均匀的硬壳层。
（3）强夯法：将很重的锤从高处自由落下，反复多次夯击地面，给地基以冲击力和振动，从而提高地基土的强度并降低其压缩性。
（4）振冲挤密法：振冲挤密法通常用以加固砂层，其原理是：一方面依靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化，颗粒重新排列，孔隙比减少；另一方面依靠振冲器的水平振动力，形成垂直孔洞，在其中加入填料，使砂层挤压加密。
（5）土桩和灰土桩法：土桩和灰土桩挤密地基是由桩间挤密土和填夯的桩体组成的人工“复合地基”。土桩主要适用于消除湿陷性黄土地基的湿陷性，灰土桩主要适用于提高人工填土地基的承载力。
（6）砂桩法：在松散砂土或人工填土中设置砂桩，能对周围土体或产生挤密作用，或同时产生振密作用，就可以显著提高地基强度，改善地基的整体稳定性，并减少地基沉降量。
振密、挤密一般适用于非饱和地基或土体渗透性较好的地基，用于渗透性很小的饱和软黏性土时，易形成“橡皮土”。一般来说，振密挤密法所需的施工设备比较简单，加固材料少，因此加固费低。但是，应考虑施工对周围环境可能产生的不良影响。
2.1.2置换及拌入法
置换及拌入法是采用砂、碎石等材料置换软弱土地基中部分软弱土体或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体，与未被加固部分的土体一起形成复合地基，从而达到提高地基承载力，减少沉降量的目的。置换及拌入法有下述几种：
（1）换填垫层法：将基础以下软弱土全部（或部分）挖除，然后换填合格填料并分层碾压至设计标高。该法适用于浅层软弱土层或不均匀土层。
（2）振冲置换法：是利用振冲器或沉桩机，在软弱粘性土地基中成孔，再在孔内分批填入碎石或卵石等材料制成桩体。桩体和原来的粘性土构成复合地基，从而提高地基承载力，减小压缩性。该法适用于不排水抗剪强度不小于20KPa的黏性土、粉土、饱和黄土和人工填土地基。
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（3）高压喷射注浆法：高压喷射注浆就是利用钻机钻孔，把带有喷嘴的注浆管插至土层的预定位置后，以高压设备使浆液成为20Mpa以上的高压射流，从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体。部分细小的土料随着浆液冒出水面，其余土粒在喷射流的冲击力，离心力和重力等作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例有规律地重新排列。浆液凝固后，便在土中形成一个固结体与桩间土一起构成复合地基，从而提高地基承载力，减少地基的变形，达到地基加固的目的。
（4）深层搅拌法：在地基中就地将软黏土（含水量超过液限、无侧限抗压强度低于0.005兆帕）和固化剂（多数用水泥浆）强制拌和，使软黏土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的地基土。根据上部结构的要求，可对软土地基进行柱状、壁状和块状等不同形式的加固。加固效果较好，施工场地文明，工期短，造价较低。深层搅拌桩法适用于处理正常固结的淤泥、淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、黏性土、松散砂土等地基。
（5）水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩）：水泥粉煤灰碎石桩是在碎石桩的基础上发展起来的，以一定配合比率的石屑、粉煤灰和少量的水泥加水拌和后制成的一种具有一定胶结强度的桩体。这种桩是，由它组成的复合地基能够较大幅度提高承载力。水泥粉煤灰碎石桩的适用范围很广，在砂土、粉土、黏土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例
（6）石灰桩法：以生石灰为主要固化剂与粉煤灰或火山灰、炉渣、矿渣、粘性土等掺合料按一定的比例均匀混合后，在桩孔中经机械或人工分层振压或夯实所形成的密实桩体适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时，可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。但该法不适用于地下水以下的砂类土。
2.1.4排水固结法
排水固结的原理是地基在荷载作用下，通过布置竖向排水井（砂井或塑料排水带等），使土中的孔隙水被慢慢排出，孔隙比减小，地基发生固结变形，地基土的强度逐渐增长。排水固结法又称预压法，按处理工艺可分为堆载预压、真空预压、真空和堆载联合预压，适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和软弱土层，但对渗透性极低的泥炭土要慎重对待。该法在沿海地区采用比较广泛。
2.2特殊性土地基的加固处理
2.2.1湿陷性黄土地基
若是湿陷性黄土位于地下水位以上，可以利用灰土挤密桩达到加固处理目的，而如果地基土饱和度大于65%，且含水量大于24%时，此种处理技术使用效果大打折扣。桩基础法也可以使用在湿陷性地基加固处理等领域，它重点通过长桩透过黄土的湿陷层，在非湿陷性的坚实土层中成为一种支撑，从而把上层荷载传导至坚实的土层基础上。此种方式使用在持力层的强度以及承载力较好的地基基础，且湿陷性黄土的厚度不超过30m。
2.2.2膨胀土地基
膨胀土地基应根据膨胀土的胀缩等级、埋藏深度、厚度、大气影响深度和建筑结构类型等因素来确定是否进行处理。常见的膨胀土地基处理方法有：
（1）换土法：在高温设备等因素的影响下，基础既不能直接与膨胀土接触而又不能设空气隔热层时，可用天然三合土等材料均匀换土，换土厚度由计算定，若上部荷载较大，而换土厚度又很厚时，则应分层碾压后再做载荷试验，以达到地基设计要求为限
（2）砂垫层：对于地基膨胀等级为I～Ⅲ级且较平的场地，在条形基础、独立基础的基底垫砂；在挡土墙、地下室、地沟、地坑等的侧壁填砂；但坡地上的基础底部应垫砂。
（3）采用桩基：对于地基胀缩等级为Ⅳ、Ⅴ级的丙类结构，若遇到膨胀土层较厚土层，可以通过采用桩基来处理，桩长应满足相关规范要求。
3.结束语
不同的地质条件下建筑地基的加固处理方法不同，地基加固处理工程的设计和施工须充分考虑建筑场地的地质条件（包括地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、不良地质作用和天然建筑材料），并制定出科学、合理的加固处理方法和施工方案，以保证对地基加固处理质量的有效控制，为建筑工程打造良好而坚固的基础。
参考文献
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论文作者:黎其乐
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/28
标签：地基论文; 黄土论文; 强度论文; 土层论文; 土地论文; 软弱论文; 淤泥论文; 《建筑学研究前沿》2018年第32期论文;